Вирусное будущее.

Новый бич. Вирус иммунодефицита человека и животные как источник заболеваний.

Каждую неделю Центры по контролю и предотвращению заболеваний США (Centers for Disease Control and Prevention, CDC) выпускают тоненький бюллетень под названием «Еженедельный вестник заболеваемости и смертности» (Morbidity and Mortality Weekly Report). Выпуск от 4 июля 1981 г. содержал привычный набор из очевидного и таинственного. Среди загадочных материалов той недели был отчет из Лос-Анджелеса, где врачи заметили странное совпадение. С октября 1980 г. по май 1981 г. пятеро мужчин в городе были госпитализированы с одним и тем же редким заболеванием – пневмоцистной пневмонией.

Возбудитель пневмоцистной пневмонии – распространенный грибок под названием Pneumocystis jirovecii. Большинство людей вдыхают его многочисленные споры еще в детстве, но их иммунная система, как правило, убивает грибок и вырабатывает антитела, предотвращающие заражения в дальнейшем. Однако у людей со слабой иммунной системой P. jirovecii срывается с цепи. Легкие наполняются жидкостью и возникают уплотнения. Пневмоцистная пневмония вынуждает своих жертв бороться за каждый глоток кислорода, чтобы выжить.

Пятеро пациентов из Лос-Анджелеса не подпадали под типичные характеристики больных пневмоцистной пневмонией. Это были молодые люди, совершенно здоровые до того, как заболели. Комментируя отчет, редакторы бюллетеня предположили, что загадочные симптомы пятерых мужчин «указывают на возможность дисфункции клеточной составляющей иммунитета».

Они и не представляли себе, что публикуют первые наблюдения того, что впоследствии обернулось одной из самых смертоносных вирусных эпидемий в истории. Иммунную систему пятерых жителей Лос-Анджелеса подорвал вирус, который позже получит название ВИЧ – вирус иммунодефицита человека. Исследователи обнаружат, что к тому времени ВИЧ заражал людей без их ведома уже более пятидесяти лет. А теперь его взрывное распространение стало всемирной катастрофой. К 2019 г. им заразились 75,7 млн человек, из которых 32,7 млн умерли.

Смертность от ВИЧ тем более ужасает, что по сравнению с другими вирусами его трудно подхватить. Он не разносится по воздуху и не удерживается на поверхностях. Вирус способен передаваться лишь через определенные биологические жидкости, такие как кровь и сперма. В число наиболее типичных путей заражения входят незащищенный секс, роды и использование загрязненных игл при инъекциях.

Попав в человеческий организм, ВИЧ нагло атакует непосредственно иммунную систему. Он цепляется к определенным типам иммунных клеток, так называемым CD4-лимфоцитам, и в результате мембрана вируса сливается с мембраной Т-лимфоцита подобно тому, как мелкие мыльные пузырьки соединяются в более крупный. ВИЧ – ретровирус, а значит, встраивает свой генетический материал в ДНК клетки. Оттуда он командует клетке производить новые вирусы, которые могут выходить наружу и заражать другие CD4-лимфоциты.

Поначалу количество вирусных частиц взлетает до миллиардов. Но как только иммунная система распознает зараженные CD4-лимфоциты, она начинает их уничтожать, снижая численность популяции вируса. Для заразившегося человека эта битва ощущается как легкий грипп. Большую часть ВИЧ иммунная система уничтожает, но малой доле вирусов удается выжить. CD4-лимфоциты, в которых скрывается уцелевший ВИЧ, продолжают расти и делиться. Время от времени пораженный CD4-лимфоцит вырабатывает новую партию вирусных частиц, которые вырываются наружу, чтобы заразить очередные клетки. Иммунная система атакует эти новые волны вируса всякий раз, когда они накатывают на организм.

В конце концов эти циклы осады и отпора истощают иммунную систему. Она может сдаться через год, а может – через десять лет и более. После отказа иммунной системы человек больше не в состоянии сопротивляться заболеваниям, которые не способны причинить вред людям со здоровой иммунной системой – заболеваниям, подобным пневмоцистной пневмонии. Это ослабленное состояние получило название «синдром приобретенного иммунодефицита», сокращенно СПИД.

В 1983 г., через два года после того, как стали известны первые больные СПИДом, французские ученые[3] впервые выделили у пациента со СПИДом ВИЧ и дальнейшие исследования подтвердили, что вирус является причиной этой болезни. Тем временем становилось все яснее, что СПИД не какое-то редкое заболевание немногочисленных жителей Лос-Анджелеса. Выявились новые случаи в США и за их пределами. Другие великие напасти, такие как малярия и туберкулез, – древние враги, губившие людей на протяжении тысячелетий. Однако ВИЧ прошел путь от полной безвестности к всемирному бедствию всего за несколько лет. Ученым понадобилось еще тридцать лет, чтобы разрешить эту эпидемиологическую загадку.

Первые подсказки дали больные обезьяны.

В приматологических центрах по всем США специалисты стали замечать животных с симптомами, напоминающими СПИД. Они задались вопросом, не заражаются ли обезьяны ВИЧ-подобным вирусом. В 1985 г. сотрудники Регионального приматологического центра Новой Англии проверили эту догадку, добавив антитела к ВИЧ в сыворотку крови больных обезьян. Если в крови у них был ВИЧ-подобный вирус, антитела могли прилипнуть к нему. Интуиция не подвела их – они сумели выловить ретровирусы из обезьяньей сыворотки. Новые ретровирусы получили название вируса иммунодефицита обезьян, или ВИО (англ. SIV). Некоторые из открытых учеными ВИО были лишь отдаленно родственны ВИЧ, другие находились с ним в более тесном родстве.

Разумеется, исследователям нужно было быть осторожными с выводами, так как вирус был обнаружен у обезьян, живущих в неволе. За пределами зоопарков и лабораторий вирус иммунодефицита обезьян мог встречаться редко или не встречаться вообще. Но поиск ВИО, поражающего диких приматов, был нелегкой задачей – ведь у животных не так просто взять кровь. Приматологи и вирусологи придумали способ выделять вирусные гены из мочи и фекалий, оставленных приматами на листьях или лесной подстилке.

Экспедиции показали, что более половины всех видов мартышкообразных и человекообразных обезьян Африки несут собственные штаммы ВИО. Сравнив гены этих штаммов, эволюционные биологи составили их генеалогическое древо. Они установили, что все ВИО происходят от предкового ретровируса, поразившего какую-то африканскую обезьяну миллионы лет назад. Вначале он распространялся в пределах этого исходного вида обезьян половым путем. Но затем он перепрыгнул на другие виды – возможно, когда обезьяны дрались за территорию до крови. Когда различные штаммы ВИО оказывались в одной и той же клетке, они могли обмениваться между собой генами и создавать совершенно новые штаммы.

Выделяя штаммы ВИЧ у пациентов со всего мира, ученые добавляют новые ветви к родословному древу вирусов. Так обнаружилось, что, как и подозревали ученые 1980-х, ВИЧ произошел от ВИО. Но у ВИЧ не единственный предок. Он возникал независимо как минимум 13 раз.

Первый намек на это множественное происхождение появился в 1989 г., когда ученые выделили вирус, чрезвычайно напоминающий ВИЧ, у дымчатого мангабея – вида мартышкообразных. Оказалось, что этот вирус, получивший название SIVsm, стоит ближе по родству к одним штаммам ВИЧ, чем к другим. В то время науке были известны два основных типа ВИЧ – ВИЧ-1 и ВИЧ-2. ВИЧ-1 встречается во всем мире, тогда как ВИЧ-2 – преимущественно в Западной Африке, где он вызывает намного менее агрессивную форму СПИДа. Первооткрыватели SIVsm установили, что он ближе к ВИЧ-2, чем к ВИЧ-1. В последующие годы были обнаружены другие штаммы SIVsm. Часть из них была ближе к определенным штаммам ВИЧ-2, чем остальные. Наилучшее объяснение этой эволюционной схемы состоит в том, что SIVsm передавался от дымчатых мангабеев людям не менее девяти раз. Никто не наблюдал эти девять переходов, но мы достаточно надежно представляем себе, как они происходили. В Западной Африке многие люди держат дымчатых мангабеев в качестве домашних питомцев. Распространена также охота на обезьян и торговля их мясом. Вирус получал возможность передаваться от дымчатых мангабеев людям всякий раз при контакте с их кровью: например, когда обезьяна кусала охотника или при разделке ее мяса. Тогда SIVsm мог заражать человеческие клетки, реплицироваться и приспосабливаться к новым видам хозяев.

Ни один из этих скачков не был особенно успешным. ВИЧ-2 размножается медленно и плохо передается от человека к человеку. По различным оценкам, все девять штаммов ВИЧ-2 вместе смогли заразить только 1–2 млн жителей Западной Африки. Исследователи, специально занимавшиеся вопросом, как ВИЧ-2 поражает человеческие клетки, нашли возможные объяснения его неудачливости. Например, когда новые частицы ВИЧ-2 готовы покинуть клетку, клетка вырабатывает петлеобразную молекулу белка тетерина, имеющую форму лассо.

ВИЧ-1 оказался гораздо успешнее в роли человеческого вируса, но на то, чтобы установить его происхождение, понадобилось гораздо больше времени. В 1999 г. специалисты, изучавшие шимпанзе, обнаружили новый ВИО, который был ближе штаммам ВИЧ-1, чем ВИЧ-2. Его окрестили SIVcpz. С открытием новых штаммов SIVcpz было установлено, что он возник из комбинации двух различных штаммов ВИО от разных видов мартышек. Шимпанзе, по-видимому, заражались вирусами, когда охотились на мартышек и ели их. За миллионы лет, распространяясь от шимпанзе к шимпанзе, SIVcpz дал различные штаммы в пределах своего ареала в Центральной Африке.

Ученые обнаружили, что SIVcpz эволюционировал в ВИЧ-1 четыре раза независимо. В двух случаях вирус передался непосредственно от шимпанзе к людям. В двух других вирус сначала перекинулся на горилл, а они распространили его дальше. В результате таких эволюционных скачков три раза возникали редкие штаммы ВИЧ-1. Но четвертый – начавшийся с шимпанзе в Камеруне – дал линию вирусов ВИЧ-1 группы M (от англ. main – главный), вызывающих 90 % всех заражений ВИЧ-1.

По-видимому, ВИЧ-1 группы M стал более успешным паразитом человека, чем остальные разновидности ВИЧ. Ученые предполагают, что своим успехом он отчасти обязан взаимодействию с тетерином. В отличие от других штаммов ВИЧ, он выработал способность обрезать этот молекулярный аркан, что облегчило вирусу выход из наших клеток.

Хотя ученые не знали о ВИЧ до 1980-х гг., они подозревали, что эти переходы имели место намного раньше. Чтобы уточнить хронологию истории вируса, исследователи занялись поиском ВИЧ в образцах крови и тканей, взятых у пациентов задолго до открытия вируса. В 1998 г. Дэвид Хо и его коллеги из Рокфеллеровского университета нашли ВИЧ-1 группы M в образце 1959 г. Он был взят у пациента из Киншасы, столицы африканской страны Заир (ныне Демократическая Республика Конго). В 2008 г. Майкл Воробей и его коллеги из Аризонского университета обнаружили еще один образец ВИЧ-1 группы M в пробе тканей из другой анатомической коллекции в Киншасе, датируемой 1960 г.

Чтобы заглянуть еще глубже в прошлое, ученые расшифровали историю, закодированную в генах ВИЧ. При репликации вирус накапливает мутации с постоянной скоростью, наслаивая их, словно песок в песочных часах. Измерив высоту этой генетической «горки песка», ученые способны оценить, сколько времени прошло. Используя этот метод, исследователи установили, что оба образца ВИЧ-1 группы M из Киншасы восходят к началу ХХ в.

Все эти данные подсказывают объяснение, откуда взялся ВИЧ-1 – вернее, откуда он возникал неоднократно. Веками охотники в Камеруне убивали шимпанзе и горилл ради мяса. Время от времени они подхватывали от обезьян SIVcpz. Но эти охотники, жившие достаточно изолированно до ХХ в., были тупиковыми хозяевами для вируса. Некоторые люди выздоравливали после заражения SIVcpz, так как их иммунная система справлялась с плохо приспособленным паразитом. В других случаях вирусы гибли со смертью хозяина и не могли передаться новому носителю.

В начале ХХ в. Африка начала претерпевать значительные перемены, подарившие вирусам иммунодефицита обезьян новые возможности распространяться среди людей. Речные торговые пути способствовали переселению деревенских жителей в города, куда они занесли с собой вирусы. Колониальные поселения Центральной Африки стали разрастаться в города с численностью населения в 10 000 и более человек, где у вируса появилось больше шансов распространяться от хозяина к хозяину. Много лет ВИЧ-1 группы M, вероятно, оставался редкостью у людей. Но в какой-то момент он приобрел адаптации, позволившие ему более успешно передаваться от человека к человеку. Кроме того, ему выпал счастливый случай. Каким-то образом в середине ХХ в. вирус достиг Киншасы (тогдашнее название – Леопольдвиль). В густонаселенных городских трущобах вирус осваивался быстро. Носители выезжали из города по речным и железнодорожным путям в другие крупные города центральной Африки – Браззавиль, Лубумбаши, Кисангани.

В следующие несколько лет ВИЧ-1 группы M вырвался за пределы Африки. Вначале он попал на Гаити, так как гаитяне, работавшие в Конго, вернулись на родину после того, как эта страна получила независимость от Бельгии. Позднее, к 1970-м гг., вероятно, с гаитянскими иммигрантами или американскими туристами вирус прибыл в США. Это случилось примерно через сорок лет после того, как вирус закрепился в человеческой популяции, и лет за десять до того, как пятеро мужчин из Лос-Анджелеса заболели странной формой пневмонии.

К 1983 г., когда ВИЧ был описан учеными, он уже стал скрытой всемирной катастрофой. А к тому времени, когда наука приступила к борьбе с вирусом, у него уже была громадная фора. В 1980–90-е ежегодная смертность от СПИДа стремительно росла. Некоторые специалисты ожидали, что вирус удастся быстро остановить с помощью вакцины, но череда провальных экспериментов сокрушила их надежды.

Понадобился многолетний тяжелый труд, чтобы остановить волну ВИЧ. Службы здравоохранения установили, что передачу вируса можно снизить мерами социальной политики, такими как контроль за использованием шприцев и раздача презервативов. Позже огромную помощь в борьбе оказало создание эффективных антиретровирусных препаратов. В наши дни миллионы людей принимают комбинацию лекарств, мешающих ВИЧ поражать иммунные клетки и использовать их для воспроизводства. В развитых странах, таких как США, подобная лекарственная терапия позволяет некоторым пациентам прожить долгую и относительно благополучную жизнь. По мере того как государственные и частные организации распространяют эти лекарства в более бедных странах, продолжительность жизни жертв ВИЧ растет и там. В 2004 и 2005 гг. ежегодная смертность от ВИЧ достигла пика и общее число жертв составило 1,9 млн человек. С тех пор она постепенно падает. В 2019 г. вирус убил 690 000 человек.

Теоретически человечество могло бы довести эту цифру до нуля, и лучшей надеждой осуществить это было бы изобретение вакцины от ВИЧ. Некоторые ученые приступили к разработке вакцины уже вскоре после открытия ВИЧ, но результатом стала череда колоссальных разочарований. Вакцины, которые выглядели многообещающе в опытах на клеточных культурах, не давали результата на животных. Вакцины, защищавшие животных, не помогали людям.

Одна из причин поражения в том, что ВИЧ слишком быстро мутирует даже по меркам вирусов. За сто лет размножения в организмах миллионов людей возникло огромное генетическое разнообразие вариантов ВИЧ. Вакцина, обеспечивающая защиту от одного варианта ВИЧ, зачастую бесполезна против другого. Возможно, в будущем удастся изобрести вакцину, эффективную против их всех. Но наш недостаток знаний о виросфере обеспечивает ВИЧ смертельную фору.

В самый интимный момент зарождения новой человеческой жизни вирусы необходимы для нашего выживания. Не существует нас и их – есть лишь постоянное перемешивание и перетасовывание ДНК.

Стать американцем. Глобализация вируса лихорадки Западного Нила.

Летом 1999-го стали дохнуть вороны.

Трейси Макнамара находилась на территории Бронксского зоопарка, где она работает ведущим специалистом, когда заметила валяющихся на земле дохлых ворон. Ей не раз приходилось иметь дело со смертью и болезнями животных, и она поняла, что это дурной знак. У нее возникло опасение, что по всему Нью-Йорку в популяциях диких птиц распространяется какой-то новый смертельный вирус. Если вороны подхватили этот вирус, они могут заразить всех птиц в зоопарке.

В канун Дня труда сбылись ее худшие страхи. Внезапно умерли три чилийских фламинго. За ними – гималайский монал, белоголовый орлан и баклан. Список жертв мора в зоопарке рос, в него попали черноклювые сороки, кваква, ацтекская чайка, серобрюхий трагопан, бронзовокрылые утки и полярная сова.

Пока работники зоопарка приносили Трейси очередных мертвых птиц, она препарировала тушки, чтобы отыскать связующее звено между их смертями. У всех птиц были одинаковые симптомы инфекции, вызвавшей кровоизлияние в мозг. Но Макнамара не смогла установить, какой патоген виноват в этом, поэтому отослала образцы тканей в государственные лаборатории. Их специалисты проводили анализ за анализом на различные патогены, которые могли привести к заболеванию. Шли недели, результаты анализов оставались отрицательными.

Тем временем врачи соседнего округа Куинс тоже начинали тревожиться. Среди местных пациентов наблюдалась вспышка энцефалита – воспаления мозга. Обычно во всем Нью-Йорке бывает в среднем девять случаев в год, но в августе 1999 г. врачи Куинса диагностировали восемь случаев за одни только выходные. Лето шло на убыль, а новые случаи все продолжали выявляться. Некоторые пациенты болели так тяжело, что их парализовало, девять человек к сентябрю умерли. Предварительные анализы указывали на вирусное заболевание, известное как энцефалит Сент-Луис. Но при последующих анализах результаты предыдущих не воспроизвелись.

Пока врачи пытались разобраться в причинах вспышки у людей, Макнамара наконец разрешила свою загадку. Национальной лаборатории ветеринарных служб в штате Айова удалось культивировать вирусы из образцов ткани погибших в зоопарке птиц, которые туда прислала Макнамара. Они были сходны с вирусом энцефалита Сент-Луис. Макнамара задалась вопросом, не косит ли людей и птиц один и тот же патоген. Но внешнего вида было недостаточно, требовалось узнать о вирусах больше.

Макнамара убедила CDC провести анализ генетического материала вирусов. И 22 сентября ошеломленные специалисты CDC обнаружили, что птицы заражены не энцефалитом Сент-Луис, а экзотическим патогеном – вирусом лихорадки Западного Нила. Этот вирус, открытый в Уганде в 1937 г., был известен случаями заражения птиц и людей в различных областях Азии, Европы и Африки. Но встретить его в Бронксе Макнамара и другие исследовали никак не ожидали. Ведь прежде он никогда не объявлялся в Западном полушарии.

Тем временем работники здравоохранения, ломавшие головы над нью-йоркскими случаями энцефалита, тоже решили, что настало время расширить круг поисков. Две группы ученых – одна в CDC, другая под руководством Яна Липкина, работавшего тогда в Калифорнийском университете в Ирвайне, – выделили из человеческих вирусов генетический материал. Оказалось, что это тоже вирусы лихорадки Западного Нила. Прежде ею не болел ни один человек ни в Северной, ни в Южной Америке.

В США обитает много вирусов, вызывающих заболевания у человека, – одни издавна, другие с недавних пор. Когда около 15 000 лет назад первые люди заселили Западное полушарие, они принесли с собой папилломавирусы и ряд других. В ХVI в. свежая волна инфекций обрушилась на Новый Свет вместе с европейцами. Миллионы индейцев погибли от непривычных вирусов вроде гриппа и натуральной оспы. В последующие века вирусы все прибывали. В 1970-е гг. в США пришел ВИЧ, а в конце ХХ в. одним из новейших иммигрантов в Америке стал вирус лихорадки Западного Нила. С тех пор он комфортно обустроился на новой родине. За первые двадцать лет в США вирус лихорадки Западного Нила обосновался практически во всех штатах, поразил около 7 млн человек, вызвал 2300 смертей и, похоже, в ближайшем будущем не собирается сдавать позиций.

Вирус лихорадки Западного Нила распространяется не воздушно-капельным путем, как грипп, и не через выделения, как ВИЧ. Он разносится через укусы комаров. Когда комар садится на человека, он вводит в кожу свой хоботок, словно шприц. Прежде чем засосать кровь, вначале он впрыскивает в ранку ферменты из своих слюнных желез. Если комар несет вирус лихорадки Западного Нила, то патоген также попадет в кожу.

Попав в организм хозяина, вирус пробирается сквозь кожу, пока не набредет на иммунную клетку. У большинства людей на этой встрече инфекция и заканчивается. Около 80 % заразившихся лихорадкой Западного Нила вообще не заболевают. Причем, даже не ощутив симптомов, они вырабатывают эффективные антитела, защищающие их от инфекции в дальнейшем.

Для остальных 20 % знакомство с лихорадкой Западного Нила не проходит так быстро и бесследно. Иммунные клетки, предназначенные для уничтожения вируса в кожных тканях, заражаются им сами. Некоторые из них попадают в лимфатические узлы, где вирус получает возможность распространяться от клетки к клетке. Затем инфицированные клетки выходят из узла и распространяются по всему организму. При серьезном поражении вирусом лихорадки Западного Нила возможны повышение температуры, головная боль, слабость или рвота. Эти симптомы обычно проходят после того, как иммунная система наконец справляется с инфекцией, но примерно у 1 % зараженных – обычно в возрасте старше 50 лет – вирус добирается до мозга. Он может атаковать нейроны и убивать их, а может натворить еще больше бед, спровоцировав воспалительный иммунный ответ.

При всем ущербе, который вирус лихорадки Западного Нила способен нанести человеческому организму, люди не имеют значения для его долгосрочного выживания. Даже при самых тяжелых случаях у нас не вырабатывается достаточно новых вирусов, чтобы их подхватил кусающий нас комар. Иными словами, для вируса лихорадки Западного Нила мы тупиковые хозяева – как и собаки, лошади, белки и множество других видов млекопитающих. Но в птичьем организме за считаные дни после комариного укуса вирус способен наплодить миллиарды себе подобных.

Чтобы восстановить историю вируса лихорадки Западного Нила, ученые поступили с ним так же, как с ВИЧ и другими вирусами, – проанализировали его гены. Исследования дают основания полагать, что впервые он возник у птиц в Африке. Затем в ходе миграций птицы разнесли его на другие континенты, где он заражал новые виды. При этом вирус лихорадки Западного Нила взялся и за людей. Во время эпидемии 1996 г. в Румынии лихорадкой Западного Нила в Бухаресте заболели 96 000 человек, 17 человек умерли. Впоследствии у жителей этих регионов сформировался иммунитет к вир усу[4]. На смену взрывным вспышкам пришел более низкий и постоянный уровень заражений.

Удивительно, что вирус лихорадки Западного Нила так долго щадил США. Генетические вариации вируса в стране указывают на то, что впервые он попал туда в 1998 г. и несколько месяцев оставался незамеченным – до вспышки в Нью-Йорке. Все американские штаммы вируса лихорадки Западного Нила очень напоминают образец, выделенный в 1998 г. у погибшего гуся в Израиле. Некоторые специалисты предполагают, что какая-то зараженная птица попала с Ближнего Востока в Нью-Йорк через контрабандную торговлю животными. Другие размышляют, не мог ли попасть на борт самолета комар – носитель вирусов.

Какое бы животное ни занесло вирус в США, там ему досталось изобилие новых хозяев, что сулило процветание. Вирус лихорадки Западного Нила обнаружился у 62 видов комаров, исконно обитающих в США, и у 300 видов местных птиц. Некоторые птицы, в частности воробьи и странствующие дрозды, оказались особенно подходящими инкубаторами. Передаваясь от птиц к комарам и снова к птицам, вирус лихорадки Западного Нила распространился по всей территории США за каких-то четыре года. А из США он вскоре двинулся на север в Канаду и на юг в Бразилию и Колумбию.

Как только вирус прибыл в Западное полушарие, у него установился регулярный цикл. Весной птицы выводят новое поколение птенцов, беззащитных перед несущими вирус комарами. Процент зараженных птиц в течение лета растет, и все больше комаров, кусая их, подхватывают инфекцию. Затем эти комары кусают людей, которые в теплый сезон проводят больше времени на открытом воздухе, и заражают их лихорадкой Западного Нила.

Осенью, с понижением температуры, на большей части территории США комары гибнут и вирус перестает распространяться. Пока еще достоверно неизвестно, как вирус переживает зиму. Возможно, популяция вируса сохраняется на юге, где климат не столь суров по отношению к насекомым-хозяевам. Возможно также, что комары, откладывая яйца, награждают вирусом свое потомство. Перезимовав, зараженные личинки вылупляются из яиц – и новое поколение готово дальше передавать вирус новым птицам.

Из-за жизненного цикла вируса лихорадки Западного Нила бороться с ним особенно трудно. Против него бесполезны меры, способные остановить другие вирусы. Мытье рук и школьные карантины помогают замедлить распространение гриппа, поскольку единственный путь попадания вируса к новым хозяевам – воздушно-капельный, через выделения из носов и ртов больных. Но вирус лихорадки Западного Нила активно передают новым хозяевам голодные комары. В некоторых округах пытались бороться с лихорадкой Западного Нила, распыляя пестициды в местах размножения комаров, но извести насекомых полностью не удалось, да и для окружающей среды это вредно.

Кроме того, борьбу с вирусом лихорадки Западного Нила затрудняет то, что человек для него – тупиковый хозяин. Многие виды вирусов, такие как вирусы оспы или папилломы человека, приспособлены исключительно к нашему виду и не способны выживать в других организмах. Но вирус лихорадки Западного Нила успешно переносят многие виды птиц. Даже если врачи сумеют избавиться от каждого вируса лихорадки Западного Нила в человеческой популяции, миллиарды птиц будут производить новые партии, а комары – доставлять их нам.

К несчастью для заболевших, противовирусного препарата, способного вылечить лихорадку Западного Нила, все еще не существует. Нет и вакцины, одобренной к применению для людей. Когда вирус впервые объявился в США, несколько производителей вакцин приступили к испытаниям. Им удалось продемонстрировать, что некоторые вакцины безопасны и способствуют выработке антител к вирусу лихорадки Западного Нила. Однако затраты на проведение широкомасштабных испытаний и предъявляемые к ним требования оказались слишком высоки, чтобы оправдать потенциальную пользу. Лошадям повезло больше: у ветеринаров есть для них эффективные вакцины. Даже редкие виды птиц, такие как калифорнийский кондор, получили прививки, защищающие их от вируса. Нам, людям, похоже, придется подождать.

С тех пор история вируса лихорадки Западного Нила повторилась дважды. В 2013 г. на Карибские острова был занесен новый вирус, распространяемый комарами, – Чикунгунья. Впервые его описали во время эпидемии 1952 г. в Танзании. На языке маконде, народа южной Танзании, его название означает «скрючиться», потому что жертвы болезни не могут распрямиться из-за боли в суставах. Неизвестно, как вирус Чикунгунья попал в Новый Свет – с зараженным пассажиром или с комаром, вылетевшим из самолета. Кое-какие сведения ученым дает генетический материал вирусов. Карибский штамм Чикунгунья почти идентичен штамму, циркулировавшему в Китае и на Филиппинах. Каким-то образом вирус разошелся по всей планете. И как только он совершил этот скачок, его распространение стало взрывным. Только за первый год он заразил в своих новых владениях свыше миллиона человек.

Через два года очередной новый вирус объявился в Бразилии. Врачи обратили на него внимание из-за сотен младенцев, родившихся с тяжелым пороком развития мозга. Оказалось, что их матери были заражены еще одним малоизвестным вирусом, который распространяют комары, – вирусом Зика. Он получил свое название в честь леса Зика в Уганде, где в 1947 г. его обнаружили у обезьян. На следующий год ученые нашли его в организме комара из того же леса. В последующие десятилетия вирус Зика время от времени вызывал лихорадку у жителей Восточной Африки и многих стран Азии, пока не разразилась первая крупная вспышка – не в Уганде, а в тысячах километров от нее, на острове Яп в Тихом океане. На распространение вируса Зика в Азии указывает, в частности, обследование индонезийских детей 2014 г., обнаружившее, что у 9 % из них есть антитела к нему.

В 2015 г. вирус Зика наконец добрался до Нового Света. Натворив бед в Бразилии, он через комаров и через сексуальные контакты перекинулся в другие страны – Колумбию, Мексику. В США первые случаи были выявлены весной 2016 г. Как ни странно, при распространении вируса на север риск патологий среди новорожденных вроде бы снизился. К 2017 г. эпидемия лихорадки Зика стала угасать сама. Ученым еще не вполне ясно, почему так произошло. Впрочем, с окончанием эпидемии вирус Зика не исчез. Ежегодно лихорадкой Зика заболевают тысячи жителей Южной Америки, и специалисты уверены, что при благоприятных для вируса условиях следует ждать новой вспышки.

Похоже, будущее сулит радужные перспективы и вирусу лихорадки Западного Нила, и другим передаваемым комарами вирусам, пришедшим вслед за ним в Новый Свет. Ведь будущее обещает быть теплым. Исследования лихорадки Западного Нила в США за последние два десятилетия показывают, что для вируса наиболее благоприятны годы с высокой температурой. Кроме того, в достаточно дождливых областях комары воспроизводятся быстрее и сезон их размножения дольше. А значит, и сам вирус быстрее плодится внутри насекомых. Из-за выбросов углекислого газа и других парниковых газов средняя температура в США растет и, по расчетам климатологов, в ближайшие десятилетия вырастет еще больше. Климат в некоторых регионах станет более влажным, муссонным. Эти условия могут оказаться благоприятными не только для размножения комаров и вирусов, благодаря им более теплыми могут стать и зимы, что позволит комарам распространить свой ареал дальше на север. Теперь, когда вирус лихорадки Западного Нила справляет новоселье, мы, увы, помогаем ему устроиться поуютнее.

Эпоха пандемии. Почему появление COVID-19 неудивительно.

Ли Вэньлян работал офтальмологом в одной из больниц Уханя – городской агломерации на востоке Китая с населением 11 млн человек. В декабре 2019 г. 34-летний врач узнал, что в больнице на карантине находятся семь пациентов с тяжелой пневмонией. Все они работали на одном и том же оптовом рыбном рынке[5], и это наводило на мысль, что в городе начинается эпидемия. Местные власти ничего не сообщали о вспышке пневмонии, но Ли встревожили дошедшие до него сведения.

Симптомы этих семерых пациентов – высокая температура, резкий кашель, жидкость в легких – походили на болезнь, захлестнувшую Китай семнадцать лет назад. Это заболевание – тяжелый острый респираторный синдром (Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS), или атипичная пневмония, – было вызвано вирусом из группы коронавирусов. Но, в отличие от большинства коронавирусов, вызывающих легкие простуды, вирус SARS убивал 10 % своих жертв. К счастью, тогда, благодаря карантинам, эпидемию удалось остановить, и вирус больше не возвращался.

И вот теперь в Ухане наблюдался кластер случаев, напоминающих SARS. Коллега-врач в той же больнице показал Ли результаты анализов одного из пациентов, подтверждающие наличие коронавируса. В социальных сетях Ли состоял в закрытом сообществе врачей, куда входили только выпускники Уханьского университета. Тридцатого декабря 2019 г. он обратился к друзьям с предостережением. Он просил их самих и их родственников быть осторожнее.

Кто-то сделал скриншот обращения Ли, и оно пошло гулять по сети. Слухи о пневмонии ходили уже несколько дней, теперь же появилось подтверждение от врача из ведущей больницы – впервые кто-то из профессиональных медиков поднял тревогу.

«Я просто хотел, чтобы мои однокашники по университету побереглись, – говорил он впоследствии журналисту из CNN. – Когда я увидел, что это разошлось в сети, я понял, что ситуация вышла из-под моего контроля и теперь меня, должно быть, накажут».

Он не ошибся. Администрация больницы потребовала от Ли объяснений, откуда он узнал о больных, а затем, 3 января, его вызвали в отделение полиции, где он был вынужден подписать протокол, что совершил «антиобщественный поступок», распространяя утверждения, «не соответствующие действительности и нарушающие закон». Ли пообещал впредь не допускать противоправного поведения.

К тому времени Китай уже передавал во Всемирную организацию здравоохранения ту самую информацию, за распространение которой преследовали Ли. С каждым днем в Ухане выявлялись все новые случаи пневмонии. Ли вернулся на работу, стараясь избегать дальнейших неприятностей. Через несколько дней его посетила пациентка с глаукомой. Если не считать проблем с глазами, она выглядела здоровой, и Ли не принял никаких мер предосторожности во время приема. Позже пациентка заболела и заразила всю свою семью. Десятого января Ли начал кашлять. «Я проявил безалаберность», – сказал он в интервью The New York Times.

Вскоре Ли уже и сам дышал с трудом. Его положили в больницу, где коллеги-врачи назначили ему кислородную терапию. Так как пневмония Ли была вирусной, а не бактериальной, антибиотики помочь ему не могли. Все, что могли сделать медики, это ждать и надеяться на его выздоровление – оправданная надежда, ведь он был здоровым мужчиной 34 лет. Из-за высокой контагиозности вируса Ли приходилось содержать в строгой изоляции. Его беременная жена и четырехлетний ребенок могли общаться с ним только по видеосвязи. Когда в конце января Ли давал интервью The Times, он не сомневался, что конце концов поднимется с больничной койки. «Для выздоровления мне понадобится недели две, – сказал он. – Я буду вместе с другими медицинскими работниками бороться с эпидемией. Это мой долг».

Через неделю Ли скончался. Вскоре вирус получил официальное название SARS-CoV-2, а вызванная им болезнь – COVID-19. Когда в июне вдова Ли родила, SARS-CoV-2 уже распространился по всей планете. Почти у 8 млн человек обнаружились положительные пробы на вирус, и, вероятно, еще десятки миллионов человек стали носителями. Официальная смертность перевалила за 430 000 человек, хотя истинные цифры, скорее всего, были намного выше. Вирус захватывал страну за страной, и у властей не оставалось иного выбора, кроме как объявлять в странах локдауны, чтобы сдержать его натиск. Результатом стал серьезный экономический кризис, принесший мировой экономике немалые убытки.

Возможно, если бы Ли и другие врачи сумели раньше поднять тревогу, немалой части этих мировых бедствий удалось бы избежать. Мы, вероятно, никогда не узнаем, кто был первым человеком, подхватившим COVID-19, – нулевым пациентом новой пандемии. Но нам следует почтить память ее первого героя.

Многих COVID-19 застал врасплох, но удивляться не стоило. Вирусологи десятилетиями предупреждали об угрозе появления новых вирусов. «Всемирная эпидемия синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД) демонстрирует, что инфекционные заболевания – не пережиток прошлого, а, как и любая болезнь, цена, которую мы платим за жизнь в органическом мире», – писал вирусолог Стивен Морс в 1991 г.

Морс опубликовал это предупреждение в то время, когда ВИЧ, ведущий свою родословную от вируса шимпанзе, становился угрозой мирового масштаба. Морс и другие вирусологи опасались, что точно так же пересечь межвидовой барьер способны и некоторые другие вирусы животных. Их названия – лихорадка Рифт-Валли, обезьянья оспа, вирус Эбола – были в 1990-е гг. знакомы лишь специалистам. Время от времени они поражали небольшое количество людей с самыми тяжелыми последствиями, а затем возвращались в популяции животных-хозяев. Но один из них при благоприятных условиях мог стать новым ВИЧ или новым пандемическим гриппом. И чем интенсивнее человек эксплуатировал среду обитания этих животных (вырубка тропических лесов, освоение целины под крупномасштабное сельское хозяйство), тем больше была вероятность возникновения такого вируса.

Морс предупреждал, что следующей беды, возможно, придется ожидать от вируса, у которого пока нет даже названия. «Если не предпринимаются скоординированные усилия по поиску вируса, его открывают обычно случайно, – писал он, – или, как почти всегда бывает с человеческими вирусными заболеваниями, когда дело доходит до серьезной эпидемии где-нибудь в западном мире».

Вирус SARS появился через одиннадцать лет после того, как Морс опубликовал это предупреждение. Поначалу казалось, что его пророчество исполнилось с точностью до запятой. В ноябре 2002 г. один китайский крестьянин пришел в больницу с высокой температурой и вскоре умер. Другие жители того же региона Китая тоже стали заболевать, но этот факт не привлекал мирового внимания, пока не подскочила температура у американского бизнесмена, летевшего из Китая в Сингапур. Самолет совершил вынужденную посадку в Ханое, но спасти предпринимателя не удалось. Вскоре болеть начали жители других стран, вплоть до самой Канады.

Ученые принялись искать причину болезни в биоматериалах жертв атипичной пневмонии. Малик Пейрис из Гонконгского университета возглавлял коллектив исследователей, которым это удалось. При обследовании 50 пациентов с атипичной пневмонией у двоих обнаружился один и тот же вирус. Пейрис и его коллеги секвенировали генетический материал нового вируса и затем взялись за поиск совпадающих генов у остальных пациентов. Соответствия нашлись у 45 из них.

Это были коронавирусы – тип вирусов, получивший свое название из-за белковых шипиков на их поверхности, образующих нечто вроде венчика. Ученым, впервые описавшим эти вирусы в 1960-е, он напоминал солнечную корону, которая видна во время затмения. Поскольку известные до тех пор коронавирусы приводили всего лишь к безобидной простуде, открытие среди них возбудителя смертельной пневмонии стало неожиданностью. Когда Морс и его коллеги составляли список вирусов, вызывающих тревогу, коронавирусы туда не попали.

Однако вирус SARS явился точно по сценарию, предсказанному Морсом и его коллегами. Чтобы проследить происхождение вируса, известного как SARS-CoV, ученые использовали тот же метод, что и для выяснения происхождения ВИЧ: они составили родословную вируса и затем стали искать его близких родичей у животных. Оказалось, что SARS-CoV перешел к нам не от приматов, а от летучих мышей – китайских подковоносов.

Возможно, впервые на людей SARS-CoV перекинулся от другого животного. Ученые обнаружили вирус у цивет – похожих на кошек млекопитающих, которых часто можно видеть на китайских рынках, торгующих животными. Но могло быть и так, что SARS-CoV передался людям непосредственно от подковоносов. Кто-то съел зараженную летучую мышь или заразился через контакт с ее пометом. Каким бы ни был путь вируса к нашему виду, его биологические свойства вполне подходили для распространения от человека к человеку.

К счастью, оказалось, что люди с SARS становятся заразными лишь с момента проявления симптомов, таких как температура и кашель. Как только они заболевали, врачи могли изолировать их и предотвратить распространение вируса. Всего атипичной пневмонией заболели около 8000 человек, умерли из них 900, а затем эпидемия прекратилась. По сравнению с обычным сезонным гриппом SARS едва затронул человечество. Но ученые знали, что, коль скоро вирус SARS попал к нам от китайских летучих мышей, он может вернуться.

Через десять лет новый коронавирус всплыл в Саудовской Аравии. В 2012 г. врачи саудовских больниц обратили внимание на то, что к ним стали поступать пациенты с респираторным синдромом, природу которого они не могли определить. Их состояние напоминало атипичную пневмонию, но сопровождалось более высокой летальностью – почти треть больных умирала. Болезнь получила название ближневосточного респираторного синдрома (Middle Eastern Respiratory Syndrome, MERS), и вскоре вирусологам удалось выделить возбуждающий ее коронавирус. Это был довольно близкий родственник вируса SARS-CoV. А родня MERS-CoV предположительно находилась в организме летучих мышей, только в данном случае не китайских, а африканских.

Как африканские летучие мыши могли вызвать ближневосточную эпидемию? Очевидного ответа на этот вопрос не было. Но важная новая улика появилась, когда специалисты обследовали млекопитающих, от которых зависит выживание множества людей на Ближнем Востоке, – верблюдов. Среди верблюдов стали попадаться рассадники вирусов MERS, вытекающих из их носов вместе с каплями слизи. Одно из возможных объяснений происхождения MERS состоит в том, что верблюды заразились вирусом от летучих мышей в Северной Африке. Между Северной Африкой и Ближним Востоком ведется активная торговля верблюдами. Больной верблюд мог доставить вирус на новое место жительства.

Когда ученые восстановили историю ближневосточного респираторного синдрома, были немалые основания опасаться глобальной эпидемии похуже атипичной пневмонии. Ежегодно более 2 млн мусульман приезжают в Саудовскую Аравию, чтобы совершить хадж. Было несложно представить себе, как вирус MERS быстро распространяется в толпе, а затем паломники, возвращаясь на родину, разносят его по всему миру. Но пока этого не произошло. Каждые несколько месяцев наблюдаются вспышки MERS и заболевает несколько десятков человек. Вирус побывал в 27 странах, на ноябрь 2020 г. общее число заболевших составляло 2562, умерших – 881. Большинство вспышек происходит в больницах, и некоторые ученые подозревают, что MERS успешно приживается только в организме людей с ослабленной иммунной системой.

При всех ужасах SARS и MERS мир отреагировал на них беспечно. Вирусы не стали поводом для глобального беспокойства, поскольку им не удалось добиться по-настоящему массового заражения людей. С коронавирусом, вызывающим COVID-19, вышло иначе.

Генетический состав вируса SARS-CoV-2 показывает его близкое родство с SARS-CoV. Возможно, эти коронавирусы происходят от общего предка, поразившего летучих мышей несколько столетий назад. Веками их предки циркулировали среди рукокрылых Китая. Они мутировали и приспосабливались к своим летучим хозяевам. Они также обменивались генами, создавая новые комбинации, когда два коронавируса заражали одно и то же животное. Из всех коронавирусов, обнаруженных учеными у китайских летучих мышей, наиболее близкие родичи SARS-CoV-2 разошлись с ним десятилетия назад. Поэтому непосредственные истоки пандемии COVID-19 на данный момент – тайна, покрытая мраком.

Похоже, что SARS-CoV-2 шел тем же путем, что и родственные ему коронавирусы, не говоря уже о ВИЧ и гриппе. В 2019 г. какой-то житель Китая заразился коронавирусной инфекцией. Этим первым человеком-носителем мог быть китайский крестьянин, и вовсе не в Ухане. Вирус, возможно, уже подходил для поражения человеческих дыхательных путей, а потом постепенно приспособился к распространению от человека к человеку, а не от летучей мыши к летучей мыши. Добравшись до Уханя, вирус встретил там миллионы людей, живущих и работающих в условиях скученности, где всего один носитель способен заразить десятки других людей.

В некоторых отношениях SARS-CoV-2 действовал так же, как SARS-CoV. Оба коронавируса для проникновения в клетки дыхательных путей использовали один и тот же белок на их поверхности – ACE2. Оба могли спровоцировать бурный, разрушительный ответ иммунной системы, губительный для легких пациента. Но в других важных отношениях новый коронавирус существенно отличался. Например, он оказался гораздо менее летальным. Умирает примерно один из 200 человек, заболевших COVID-19, тогда как SARS уносил жизнь каждого десятого. Но при этом, в отличие от больных атипичной пневмонией, заболевшие COVID-19 могут распространять вирус за несколько дней до того, как у них проявятся первые симптомы[6]. В 1/5 случаев COVID-19 никаких симптомов не проявляется вовсе. Как следствие, COVID-19 распространился по Китаю и за его пределами намного раньше, чем государственные службы здравоохранения осознали, что имеют дело с катастрофой. А когда вирус оказывался в очередной стране, обуздать его при помощи стратегий, которые оказались эффективными семнадцать лет назад, в борьбе с SARS, зачастую было невозможно.

Многие переболевшие COVID-19 узнавали об этом лишь спустя месяцы после заражения. Требовался анализ на антитела, чтобы они поняли, что их иммунная система дала отпор вирусу. Кому-то повезло обойтись легкими симптомами, но многие слегли на несколько дней или недель. Около 20 % зараженных приходилось госпитализировать. Врачи, впервые столкнувшиеся с COVID-19, обнаружили, что он совершенно не похож на грипп и другие знакомые им респираторные заболевания. Вирус мог разрушать легкие больных, а мог распространяться и на другие органы, вызывая сердечные приступы, отказ почек и инсульты из-за тромбоза.

В разных странах пандемия развивалась по разным сценариям, в основном в зависимости от того, насколько серьезно власти подготовились к худшему. К примеру, Южная Корея тяжело пострадала в эпидемию SARS, а затем пережила лютую вспышку MERS в больницах. Корейское правительство признавало, что коронавирусы вполне могут нанести новый удар. Для медицинских работников были приготовлены запасы защитного снаряжения, выделены средства государственным экспертам здравоохранения, которые могли отслеживать распространение вирусов от человека к человеку. Двадцатого января 2020 г. Южная Корея подтвердила у себя первый случай COVID-19 и немедленно приступила к решительным действиям. Они разработали генетический тест на определение заражений COVID-19. Чтобы обеспечить населению легкий и безопасный доступ к тестированию, они придумали способ брать анализы на ходу у проезжающих – медики в защитном снаряжении заглядывали в автомобили и совали ватные палочки в носы водителей и пассажиров. Обнаружив, что одна церковь стала рассадником инфекции, южнокорейское правительство направило уполномоченных по отслеживанию контактов, чтобы отыскать всех, кто мог заразиться. К концу 2020 г. у них было всего 60 000 заболевших и 900 смертей.

В США первый случай заболевания стал известен в тот же день, но потери там были гораздо страшнее. Правительство решило не использовать уже существующий тест на SARS-CoV-2, а разработать собственный. Из-за ужасающей некомпетентности бюрократов потребовалось несколько недель, чтобы убедиться, что тест не годится. Передовые биологические лаборатории при американских университетах без проблем могли бы создать рабочий тест, но власти препятствовали любым попыткам. За остаток января и февраль 2020 г. в США тестирование практически застопорилось, внимание было сосредоточено в основном на приезжих из Китая. Администрация Трампа запретила рейсы между США и Китаем, но эта мера была, по сути, бесполезной, так как вирус уже распространился в ряде других стран. Нью-Йорк, как выяснится впоследствии, получал завозной вирус главным образом из Европы. В марте больницы уже были заполнены пациентами с COVID-19. В отличие от корейских коллег, американским работникам здравоохранения зачастую не хватало средств защиты, чтобы оградить себя от чрезвычайно контагиозного вируса. Некоторые надевали на себя мешки для мусора. Города по всей стране – Лос-Анджелес, Сиэтл, Чикаго, Детройт и прочие – стали братьями-близнецами Уханя. К концу года в Нью-Йорке число умерших превышало 25 000 – в тысячу с лишним раз больше, чем в Сеуле, городе примерно такого же размера. В целом по стране к концу 2020 г. COVID-19 подтвердился у 18,7 млн американцев, и около 350 000 умерли.

К концу года, однако, люди увидели свет в конце тоннеля, потому что стали появляться вакцины. Поиски вакцины против COVID-19 начались с января 2020 г., как только китайские ученые выделили SARS-CoV-2 и секвенировали его геном. Одни исследователи пользовались традиционными методами, обрабатывая коронавирус химическими препаратами, чтобы инактивировать его, как поступил в 1950-е гг. Джонас Солк, изобретатель вакцины от полиомиелита. Другие использовали более современные методы, например синтез молекул РНК, содержащих инструкции, по которым человеческие клетки сами синтезировали вирусные белки. Осенью приступили к клиническим испытаниям, показавшим, что часть вакцин способна защитить добровольцев от COVID-19. А в декабре по всему миру начались массовые прививочные кампании. Обычно на испытание новой вакцины и введение ее в клиническую практику уходит лет десять или даже больше. До COVID-19 рекорд скорости принадлежал вакцине от свинки – четыре года. Ученые побили этот рекорд, чтобы приступить к борьбе с пандемией.

Ради всего человечества мы должны извлечь урок из этого опыта. Будут еще новые ковиды – какие-нибудь COVID-24, COVID-31 или COVID-33. Коронавирусы лишь одна из многих групп вирусов, у которых ученые видят большой потенциал вызывать новые болезни человека. А вирусологи остро осознают, что они еще только начинают свое знакомство со всем разнообразием виросферы. Чтобы ускорить этот процесс, ученые исследуют животных в поисках фрагментов генетического материала вирусов. Но, поскольку мы живем на планете вирусов, это задача колоссального масштаба. Ян Липкин и его коллеги из Колумбийского университета выловили в Нью-Йорке 133 крысы и нашли у них множество групп вирусов, близкородственных человеческим патогенам. В ходе другого проекта в Бангладеш они обследовали индийскую летучую лисицу и постарались определить каждый вирус, которому она служит приютом. Они определили 55 видов, 50 из которых были прежде неизвестны науке.

Мы не в силах предсказать, какой из этих новооткрытых вирусов вызовет новую пандемию и вызовет ли вообще. Но это не значит, что их можно просто игнорировать. Напротив, нам следует сохранять бдительность, чтобы суметь остановить их, прежде чем они получат возможность совершить большой скачок к нашему виду.

Долгое прощание. Забвение натуральной оспы откладывается.

На тот момент в 2021 г., когда я пишу эти строки, окончательная судьба COVID-19 остается непредсказуемой. Будет ли коронавирус и дальше перемалывать человечество, убивая миллионы? Обеспечат ли вакцины достаточную защиту для того, чтобы уменьшить распространение вируса, и появятся ли противовирусные препараты, позволяющие легко переносить заболевание? А может, вирус затаится в пещере с летучими мышами, чтобы в один прекрасный день вернуться и вызвать новую эпидемию, как SARS? Или нам удастся полностью его уничтожить?

Последнее наименее вероятно, если история нас чему-то учит. Медицине удалось полностью искоренить в природе только один вид человеческого вируса. Этой чести удостоился возбудитель натуральной оспы. Зато он ее заслужил с лихвой. На протяжении последних тысячелетий от натуральной оспы умерло, вероятно, больше людей, чем от любой другой болезни на Земле.

Происхождение натуральной оспы остается неясным, но к IV в. китайские врачи уже фиксировали подробности тщательных наблюдений за течением болезни. Вирус распространяется по воздуху, и неделю спустя после заражения человек начинает ощущать озноб, нестерпимый жар и мучительные боли. Через несколько дней лихорадка спадает, но вирус не оставляет в покое свою жертву. Появляются красные пятна – сначала во рту, потом на лице, а потом по всему телу. Сыпь превращается в пузырьки, которые наполняются гноем, вызывая выраженную воспалительную реакцию и значительный дискомфорт. Треть людей, заразившихся оспой, умирает. У выживших пустулы покрываются корочкой, и на их месте остаются глубокие рубцы на всю жизнь.

Древнейшие непосредственные свидетельства оспы найдены в захоронениях викингов VII в. В их костях до сих пор сохраняются фрагменты вирусных генов. В последующие века вирус объявлялся в новых местах и сеял опустошение. Занесенный в Исландию в 1241 г., он стремительно уничтожил 20 000 из 70 000 жителей острова. Между 1400 и 1800 гг. от натуральной оспы, по оценкам исследователей, только в Европе в каждом веке умирало 500 млн человек. Среди ее жертв были монархи, например русский царь Петр II, английская королева Мария II и австрийский император Иосиф I.

Народы Нового Света впервые встретились с вирусом только после прибытия Колумба в Карибский бассейн. Европейцы непреднамеренно принесли с собой биологическое оружие, обеспечившее завоевателям жестокое преимущество над противником. Не обладая никаким иммунитетом против оспы, при столкновении с вирусом индейцы повально умирали. Считается, что в начале ХVI в. за несколько десятилетий после появления в Центральной Америке испанских конкистадоров в отдельных регионах вымерло более 90 % коренного населения.

Первый эффективный метод предотвращения распространения оспы появился, по-видимому, в Китае около 900 г. Врачи соскребали материал с подсохшей пустулы больного оспой и втирали его в царапину на коже здорового человека. (Иногда струпья применялись в виде порошка, который надо было вдохнуть.) Вариоляция, как позже назовут эту процедуру, обычно вызывала образование единственной пустулы на инокулированной руке. После того как пустула заживала, пациент приобретал иммунитет против оспы.

По крайней мере, так планировалось. Нередко вариоляция вызывала появление новых пустул, а в 2 % случаев люди умирали. И все-таки риск в 2 % это меньше, чем 30 %-ный риск умереть в случае заболевания. Вариоляция широко распространилась по всей Азии, двигаясь по торговым путям на Запад, пока к ХVII в. эта практика не достигла Константинополя. Когда вести о ее успехах дошли до Европы, тамошние врачи тоже начали применять вариоляцию. Прививка вызывала религиозные возражения: одному Богу решать, кто выживет после наводящей ужас оспы. В ответ на такое недоверие врачи устраивали публичные опыты. Бостонский врач Забдиэль Бойлстон публично провел вариоляцию сотен людей во время эпидемии оспы 1721 г.; среди прошедших процедуру доля переживших эпидемию оказалась выше, чем среди тех, кто не участвовал в испытаниях. Во время Войны за независимость Джордж Вашингтон приказал провести вариоляцию всех своих солдат, чтобы уберечь армию от «величайшего из всех бедствий, которые могут на них обрушиться».

В то время никто не понимал принципа действия вариоляции, так как никто не знал, что представляют собой вирусы и как с ними справляется наша иммунная система. Способы лечения натуральной оспы проверяли в основном путем проб и ошибок. В конце ХVIII в. британский врач Эдвард Дженнер изобрел более безопасную вакцину от оспы, услышав рассказы о том, что у доярок никогда не бывает этой болезни. Коровы могут заражаться коровьей оспой, близкой родственницей натуральной оспы, и Дженнер задумался, не она ли обеспечивает защиту. Он взял гной из пустулы на руке доярки по имени Сара Нельмс и инокулировал его в руку одного мальчика. У ребенка появилось несколько мелких пузырьков, но в остальном никаких симптомов не было. Через шесть дней Дженнер сделал мальчику вариоляцию – иными словами, подверг его воздействию натуральной оспы, а не коровьей. Пустулы вообще не развились.

Этот новый, более безопасный способ предотвращения оспы Дженнер представил миру в брошюре, опубликованной в 1798 г. Он окрестил его «вакцинацией», по латинскому названию коровьей оспы – Variolae vaccinae. Через три года свыше 100 000 человек в Англии уже были вакцинированы от оспы, и эта практика распространилась в остальном мире. В последующие годы другие ученые освоили технологию Дженнера и изобрели вакцины против других вирусов. Из слухов о доярках родилась медицинская революция.

Популярность вакцин росла, и врачам стало трудно удовлетворять спрос. Вначале они собирали струпья на руках у вакцинированных и использовали их для прививки у следующих пациентов. Но, поскольку коровья оспа в естественных условиях встречалась только в Европе, раздобыть вирус жителям других частей света оказалось не так просто, как Дженнеру. В 1803 г. король Испании Карл IV предложил решительную меру – прививочную экспедицию в Новый Свет и Азию. На корабль в Испании посадили 20 сирот. Одного из детей вакцинировали до отплытия корабля. Через восемь дней у привитого появились пустулы, а затем струпья. Эти струпья взяли, чтобы привить следующего, и так далее по цепочке. Всякий раз, когда корабль останавливался в очередном порту, струпья использовали для прививок местного населения.

На протяжении всего ХIХ в. врачи бились над вопросом, как найти лучший способ транспортировки вакцин от оспы. Некоторые превращали в фабрики вакцины телят, многократно заражая их коровьей оспой. Тем временем вирус коровьей оспы смешался с близкородственным вирусом оспы лошадей. В начале ХХ в., когда стала проясняться природа вирусов, исследователи оставили в покое телят и стали производить вакцины на культурах клеток. Теперь можно было получить большие объемы препарата гарантированной чистоты. Однако работа продвигалась медленно и неровно; даже в ХХ в. от натуральной оспы умерло около 300 млн человек.

Наконец в 1950-е гг. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) начала рассматривать возможность широкомасштабной кампании, чтобы стереть вирус натуральной оспы с лица земли. Сторонники плана по искоренению оспы обосновывали его, ссылаясь на биологические особенности вируса. В отличие от гриппа или лихорадки Западного Нила, натуральная оспа поражает только людей, но не животных. Если планомерно уничтожать ее вирус в каждой человеческой популяции, можно не беспокоиться, что он затаится среди свиней или уток, чтобы потом нанести новый удар. К тому же оспа – болезнь явная. В отличие от вирусов типа ВИЧ, которые могут не проявлять себя годами, натуральная оспа выдает свое страшное присутствие за несколько дней. Работники здравоохранения смогут заметить вспышки и точно отследить их распространение.

И все же идею уничтожения оспы встретили скептически. Даже если все пойдет точно по плану, проект ее ликвидации потребует многолетнего труда тысяч квалифицированных сотрудников, рассредоточенных по всему миру и занятых тяжелой работой, зачастую в глухих, опасных местах. Службы здравоохранения уже пытались искоренить другие болезни, например малярию, и потерпели поражение. Почему же оспу уничтожить будет проще?

Но скептики проиграли спор, и в 1967 г. ВОЗ запустила Интенсивную программу ликвидации оспы. Медики стали применять новую раздвоенную иглу, позволявшую вводить вакцину от оспы более эффективно, чем обычным шприцем. Таким образом мировой запас вакцины от оспы можно было разделить на большее количество человек, чем прежде. Кроме того, работники здравоохранения сообразили, что не нужно ставить нереалистичную цель вакцинации каждого человека на Земле. Достаточно было отслеживать новые вспышки оспы и оперативно гасить их. Заболевших помещали на карантин, а затем прививали жителей окрестных городов и деревень. Оспа распространялась во все стороны, как лесной пожар, но вскоре наталкивалась на противопожарную канаву вакцинации и гасла. Вспышку за вспышкой гасили, и вирус отступал, пока наконец в 1977 г. в Сомали не был зафиксирован последний случай[7]. Отныне мир был свободен от оспы.

С той самой поры, как программа закончилась, она служит доказательством того, что по крайней мере от некоторых патогенов можно полностью избавиться. По ее следам был проведен еще ряд кампаний, но повторить успех пока удалось лишь с одним вирусом. Веками вирус чумы крупного рогатого скота (КРС) преследовал молочные и животноводческие хозяйства, выкашивая целые стада коров. В ХХ в. ветеринары осуществили ряд прививочных кампаний от чумы, но они всякий раз проводились недостаточно последовательно, чтобы победить вирус, и он возвращался снова и снова.

В 1980-е гг. специалисты по чуме КРС полностью переосмыслили подход к вирусу и стали планировать новую кампанию по ее искоренению. В 1990 г. была создана дешевая стабильная вакцина, которую можно было доставлять пешком даже к самым отдаленным кочевым племенам. В 1994 г. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН использовала эту вакцину для запуска программы глобальной ликвидации. У социальных работников общин собирали информацию о заболевших коровах и раздавали вакцины там, где в них была необходимость, чтобы инфицированные животные не заражали здоровых.

Одна за другой страны избавлялись от чумы КРС. Но в периоды войн кампании прерывались, и вирус возвращался на очищенные от него территории. «Чума КРС – первейший кандидат на искоренение. Почему оно не осуществилось?» – задавался вопросом руководитель программы сэр Гордон Скотт в статье 1998 г. «Главное препятствие – "бесчеловечное отношение человека к человеку", – заключал он. – Чума процветает в условиях вооруженного конфликта и толп беженцев».

Пессимизм Скотта не оправдался. В 2001 г., всего через три года после его мрачных оценок, ветеринары зафиксировали последний случай чумы КРС – у дикого буйвола в национальном парке на горе Меру в Кении. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН выжидала еще десять лет, не заболеют ли новые животные. Случаев больше не было, и в 2011 г. организация объявила о полной ликвидации чумы КРС.

Остальные кампании по искоренению болезней, казалось, сулили скорую победу, но пробуксовывали на финише. Так, полиомиелит когда-то был мировым бедствием. Миллионы детей из-за него оставались парализованными или прикованными к аппаратам искусственного дыхания. Многолетние усилия привели к ликвидации вируса в большей части мира. В 1988 г. полиомиелитом болели 350 000 человек. В 2019 г. – только 176. В 1988 г. полиомиелит был эндемичным для 125 стран. В 2019 г. он оставался эндемичным только для Афганистана и Пакистана. Тем не менее в этих двух странах усилия по искоренению вируса годами встречали сопротивление. На пути прививочных кампаний вставали войны и нищета. Что еще хуже, захватившие власть талибы стали враждебно воспринимать прививочные кампании и систематически убивали медиков, проводивших прививки. Если дать полиомиелиту волю, он может разбушеваться в Афганистане и Пакистане, распространиться в соседние страны, так что число заболевших к 2030 г. может составить 200 000.

Начиная ликвидацию вирусов, мы вместе с тем обнаруживаем у них множество пугающих способов уцелеть. В конце ХХ в., пока борцы за искоренение оспы колесили по миру, расправляясь с вирусом, ученые разводили его же в лабораториях ради изучения. Когда в 1980 г. ВОЗ официально объявила о ликвидации оспы, эти лабораторные запасы никуда не делись. Чтобы обратить прогресс вспять, достаточно всего лишь по неосторожности выпустить вирус на свободу.

ВОЗ решила, что все лабораторные культуры вируса подлежат в конечном итоге уничтожению. А на промежуточном этапе ученым позволили проводить исследования вируса в условиях строгой регламентации. Только двум лабораториям разрешили сохранить оставшиеся запасы вируса натуральной оспы: одна из них находилась в СССР, в Новосибирске, вторая в CDC, в Атланте, штат Джорджия. Следующие три с лишним десятилетия исследования вируса натуральной оспы продолжались под бдительным надзором ВОЗ. Исследователи учились выводить лабораторных животных, восприимчивых к натуральной оспе, чтобы лучше разобраться в биологии вируса. Они анализировали его геном, совершенствовали вакцины и искали лекарства, потенциально эффективные против натуральной оспы. Все это время в ВОЗ шли споры, когда именно следует уничтожить вирус раз и навсегда.

Одни эксперты утверждали, что нет причин тянуть. Пока вирус натуральной оспы существует – как бы тщательно за ним ни присматривали, – остается риск, что он вырвется на свободу и погубит миллионы людей. А что, если террористы попытаются использовать его как биологическое оружие? Риск усугубляет то, что иммунитет против оспы в мире падает, так как прививки от нее больше не делают.

Но другие ученые настаивали на сохранении натуральной оспы в лабораториях. Они указывали, что успех программы по искоренению, возможно, пока еще не окончательный. В 1990-е гг. советские перебежчики сообщали, что в Советском Союзе созданы лаборатории для производства оружия на основе натуральной оспы – в виде начинки для снарядов, которыми предполагалось обстреливать противника. После распада СССР лаборатории биологического оружия были за брошены[8]. Никто не знает, какая судьба в итоге постигла вирусы, использовавшиеся для этих целей. Нельзя исключить страшную возможность, что бывшие советские вирусологи продали культуры вируса натуральной оспы правительствам других стран и даже террористическим организациям.

Противники уничтожения вируса натуральной оспы настаивали, что риск новых эпидемий – каким бы ничтожным он ни был – оправдывает дальнейшие исследования. Мы еще многого о нем не знаем. Натуральная оспа поражает единственный вид, человека, в то время как все ее родичи, так называемые ортопоксвирусы, способны поражать несколько видов. Неизвестно, почему вирус натуральной оспы такой привередливый. Если в будущем случится вспышка оспы, своевременный диагноз сможет спасти неисчислимое множество жизней. Чтобы разработать передовые методы тестирования, ученым понадобится оценить их и убедиться, что они позволяют отличить натуральную оспу от других ортопоксвирусов. Для подобных испытаний часто используют именно живые вирусы натуральной оспы. Точно так же вирусы могут пригодиться ученым для разработки новых вакцин и противовирусных препаратов.

Спор вокруг вируса натуральной оспы не привел к однозначному решению – просто договорились вернуться к этой теме в дальнейшем. Но с годами разногласия не утихали, а технический прогресс тем временем изменил саму постановку вопроса в этом споре.

В 1970-е гг., пока врачи занимались ликвидацией натуральной оспы, генетики разрабатывали первые методы чтения генетических последовательностей. В 1976 г. был прочитан весь генетический материал – геном – бактериофага MS2. Это был первый полностью секвенированный геном. Выбор вируса для первого прочтения генома был неслучаен: ученые собирались начать с малого. В человеческом геноме содержится свыше 3 млрд генетических «букв», а в геноме MS2 их всего 3569 – почти в миллион раз меньше.

В последующие годы были прочитаны геномы других вирусов, включая вирус натуральной оспы в 1993 г. Сравнив его геном с геномами других вирусов, исследователи получили некоторое представление о работе его белков. Затем секвенировали геномы штаммов вируса натуральной оспы со всего мира, и оказалось, что разновидностей совсем немного – это важная информация для исследователей, если они хотят подготовиться к будущим вспышкам оспы.

Изобретение технологий секвенирования генома открыло путь другому крупному достижению: ученые начали синтезировать гены, собирая их из нуклеотидов с нуля. Вначале они собирали короткие цепочки генетического материала. Уже на этой ранней стадии Экард Уиммер, вирусолог из Университета Стоуни-Брук, сообразил, что у вирусов достаточно маленькие геномы, поэтому их можно было синтезировать целиком. В 2002 г. он со своими коллегами использовал геном вируса полиомиелита как матрицу для синтеза тысяч коротких фрагментов ДНК. Затем с помощью ферментов эти отрезки сшили воедино и использовали получившуюся молекулу ДНК как матрицу для синтеза соответствующей ей молекулы РНК – иными словами, физической копии всего генома вируса полиомиелита. Когда Уиммер и его сотрудники добавили эту РНК в пробирки с ферментами и нуклеотидами, там самопроизвольно синтезировались живые вирусы полиомиелита. Иными словами, они создали вирус с нуля.

Уиммер утверждал, что эту новообретенную власть ученые смогут использовать во благо человечество. Можно конструировать вирусы с прицельными изменениями генома, чтобы разобраться, как они работают. Можно редактировать вирусные геномы, чтобы обезвредить самые опасные вирусы, угрожающие здоровью людей, и превратить их в новые вакцины. Уиммер развил свою идею, став сооснователем компании по производству вакцин, которая начала применять искусственные вирусы в качестве экспериментальных вакцин от таких заболеваний, как грипп, лихорадка Зика и COVID-19[9].

И все же критиков беспокоило, что технология Уиммера может попасть в недобрые руки и кто-нибудь начнет производить вирусы с целью напустить их на человечество. Однако по поводу искусственной оспы опасений поначалу не было. У вируса натуральной оспы геном примерно в 30 раз больше, чем у вируса полиомиелита, и искусственный аналог собрать настолько сложно, что подобная угроза казалась научной фантастикой.

В 2018 г. она существенно приблизилась к реальности. Дэвид Эванс, вирусолог из Альбертского университета, совместно со своими коллегами синтезировал вирус лошадиной оспы – одного из неопасных родственников вируса натуральной оспы. Они воспользовались комплексом передовых генетических технологий, созданных уже после опыта Уиммера. Ученые отослали по электронной почте последовательности десяти длинных фрагментов ДНК вируса лошадиной оспы компании, принимающей заказы по почте. Компания синтезировала молекулы и отправила их обратно ученым. Каждый сегмент сам по себе был безвреден. Но когда Эванс и его коллеги ввели их в клетку, кусочки сложились в единую молекулу ДНК. И эта новая молекула могла давать начало жизнеспособным вирусам лошадиной оспы.

«Миру просто необходимо принять тот факт, что это возможно», – сказал Эванс репортеру Science. Вся проделанная работа обошлась ему лишь в 100 000 долларов.

Через тысячи лет страданий и неведения, окружавших натуральную оспу, мы наконец начали постигать ее природу и остановили ее опустошительное шествие. Вместе с тем, познав ее природу, мы поняли: как угроза человечеству она никогда не может быть окончательно ликвидирована. Наши новообретенные знания о вирусах подарили натуральной оспе своего рода бессмертие.